Alai

ゲノム組織と発現

ルテオウイルスには比較的短い5′および遺伝子間非コード化配列がある。 最初のORFの前には、CABYV RNAでは21 nt、Soybean dwarf virus (SbDV) RNAでは142 ntが続く。 ORF2および3は112-200ntの非コードRNAで隔てられている。 ORF5の下流の配列の長さにはかなりのばらつきがあり、CYDV-RPVの167 ntからSbDVの650 ntまである。

Luteoviridsはそのコンパクトなゲノムを発現するのに幅広いストラテジーを採用している。 ORF0、1、2、8はゲノムRNAから直接発現される。 下流のORFは、負鎖RNAからウイルスにコードされたRNA依存性RNAポリメラーゼ（RdRps）によって内部開始点から転写されるサブゲノムRNA（sgRNA）から発現し、ゲノムRNAと同末端に3′が存在する。 ポレロおよびエナモウイルスのORF0の開始コドンはORF1のそれよりも上流にあるので、ORF1の翻訳は、リボソームがORF0のAUGを迂回してゲノムRNAを走査し続け、ORF1のAUGに到達するという「リーッキースキャン」によって開始される。 ORF2のタンパク質産物は、ORF1の産物との翻訳融合物として発現される。 ORF1の発現中、低頻度ではあるが有意な頻度で、-1フレームシフトによりORF2への翻訳が継続し、単一のポリペプチド中にORF1および2の両方によってコードされる配列を含む大きなタンパク質が産生される。 このフレームシフトは、「滑りやすいヘプタヌクレオチド配列」（X XXY YYZの形）と、リボソームを一時停止させ、新しいリーディングフレームで翻訳を続ける前に1nt後ろにシフトさせる、シュードノットと呼ばれる下流のRNA二次構造によって媒介されている。 ORF8はPLRVでのみ同定されており、ORF1内の別の読み枠に存在し、5 kDaの複製関連タンパク質をコードしている。 ORF8を発現させるために、ORF内の配列は内部リボソーム侵入部位（IRES）と呼ばれる構造に折りたたまれ、PLRV RNAの5′末端から約1600 nt下流でリボソームを動員して翻訳を開始させる。

ORFs 3a、3、4、および5は、ORF3の約200 nt上流にあるsgRNA1の5′末端からリークスキャン機構を介してORF2の末端に発現し、ゲノムの3′末端まで伸長する。 ORF3aの翻訳は、非AUGコドンから開始される。 ほとんどのルテオウイルスおよびポレロウイルスのORF4は、ORF3内に含まれている。 すべてのルテオウイルスにおいて、ORF5は、ORF3末端のUAG停止コドンの読み取りによって、ORF3の産物との翻訳融合としてのみ発現し、そのN末端にORF3の産物を、そのC末端にORF5の産物を有するタンパク質を産生する。 リードスルーは局所的および長距離のRNA-RNA相互作用によって制御されており、ルテオウイルスといくつかのポレロウイルスの場合、ORF3停止コドンの下流にCCXXXX反復配列（Xは任意の塩基）が存在することが必要である。 ルテオウイルスとポレロウイルスは、ORF6と7を発現させることができる2番目に小さなsgRNAを産生する。 タンパク質をコードしていないと思われる第3のsgRNAは、ルテオウイルスでは非常に高レベルで産生されるが、PLRVでは低レベルでしかない。

エナモウイルスとポレロウイルスRNAが翻訳開始因子と相互作用する5′VPGを含むのに対し、ルテオウイルスRNAは5´リン酸のみを含む。 修飾されていない5′末端は、翻訳開始のための認識が不十分である。 この問題を回避するために、BYDV-PAVゲノムはORF5下流の3′非コード領域に短い配列（BYDV translation element; BTE）を持ち、これがゲノムRNAやsgRNA1の5′末端付近の配列と相互作用してキャップ非依存の翻訳開始を促進させるのです。

転写後遺伝子サイレンシング（PTGS）は、すべての真核生物に見られる生得的かつ高度な適応的抗ウイルス防御であり、ウイルス複製時に生成される二本鎖RNA（dsRNA）により活性化される。 ルテオウイルスがコードするタンパク質の機能に関する研究により、ORF0がコードする28-34 kDaタンパク質は、ポレロウイルスおよびエナモウイルスの局所および全身のPTGSを強く抑制することが明らかになっています。 ルテオウイルスのゲノムはORF0を持たないが、ルテオウイルスのORF4の産物は全身性PTGSを抑制する機能を持つ。

エナモウイルスとポーラウイルスのORF1コード化タンパク質にはVPgとキモトリプシン様セリンプロテアーゼがあり、ORF1-エンコード多糖のタンパク質分解処理を担っている。 このプロテアーゼは、ORF1タンパク質を内部で切断し、ゲノムRNAに共有結合しているVPgを遊離させる。 PLRVのORF8が発現するタンパク質は、ウイルス複製に必要である。 ルテオウイルスORF2は、既知のRdRpsに非常に類似したタンパク質に対する59-67kDaのコーディング能力を持ち、それゆえウイルスレプリカーゼの触媒部分を表していると考えられる。

ルテオウイルスとポレロウイルスではORF3aが長距離移動に不可欠な高度保存4.8-5.3kDaタンパク質を生産している。 ORF3は21〜23kDaの大きさのルテオウイルスの主要なCPをコードしている。 ORF5は29-56kDaのコーディング能力を持つ。 しかし、ORF5は、約10％の確率で、翻訳がORF3の末端で停止せず、ORF5の末端まで続く場合にのみ、ORF3の産物との翻訳融合物として発現される。 このリードスルータンパク質のORF5部分は、アブラムシの感染やウイルスの安定性に関与していることが分かっている。 PLRVとBYDV-PAVを用いた実験から、ORF5リードスルータンパク質のN末端領域が、アブラムシベクターの共生細菌が産生するタンパク質とウイルス粒子が結合する能力を決定していることが明らかになった。 これらのタンパク質とウイルス粒子の相互作用は、アブラムシにおけるウイルスの持続性に必須であると思われる。 PEMV-1のORF5における塩基配列の変化は、アブラムシへの感染性を失わせる。 ORF5タンパク質のN末端はルテオウイルス間で高度に保存されているが、C末端はより多様である。

ルテオウイルスとポレロウイルスゲノムには、ORF3内に含まれ17-21kDaのタンパク質をコードしているORF4が存在する。 ORF4に変異を持つウイルスは、単離された植物プロトプラストでは複製可能であるが、植物全体では全身移動が欠損または遅延している。 従って、ORF4の産物は、感染植物内でのウイルスの移動に必要であると思われる。 この仮説は、エナモウイルスがORF4を持たないという観察からも支持される。 ルテオウイルスとポレロウイルスは葉茎とその関連組織に限定されているが、エナモウイルスPEMV-1は自然条件下で必ずPEMV-1と共存するPEMV-2の存在下で他の植物組織中を全身的に移動することができる

いくつかのルテオウイルスとポレロウイルスゲノムにはORF5内および/またはその下流の小ORFを含む。 ルテオウイルスでは、これらのORFからのタンパク質産物は、感染細胞では検出されていない。 ORF6を発現しないBYDV-PAVゲノムは、依然としてプロトプラスト内で複製することができる。 PLRVのORF6および7によって発現されるタンパク質の予測サイズは、それぞれ7.1および14kDaである。 変異研究に基づき、これらのゲノム領域は感染後期に転写を制御している可能性が提唱されている

。